本发明专利技术提供一种多分支天然气水合物藏降压开采实验装置及方法，涉及天然气水合物藏开采实验技术领域，包括：控温箱；天然气水合物藏模拟结构，设置于控温箱内，包括模拟箱，模拟箱内设置有一个主井筒和多个分支井筒，主井筒和分支井筒上均布有多个通孔，分支井筒内螺纹连接有调节螺栓，调节螺栓能够封堵通孔；注入结构，与天然气水合物藏模拟结构连接；气水产量采集结构，与模拟箱连接；压力采集结构和流量采集结构；控制单元，与控温箱、泵、压力采集结构和流量采集结构连接；该装置能够通过调节螺栓能够调节分支井筒参与实验的数量和长度，使得该装置能够模拟真实的多分支水平井天然气水合物藏开采方式并进行实验数据的采集。水合物藏开采方式并进行实验数据的采集。水合物藏开采方式并进行实验数据的采集。
【技术实现步骤摘要】
一种多分支天然气水合物藏降压开采实验装置及方法
[0001]本专利技术属于天然气水合物开采实验
，更具体地，涉及一种多分支天然气水合物藏降压开采实验装置及方法。
技术介绍
[0002]天然气水合物由于分布广、储量大、分解后的气体燃烧后无污染而受到广泛关注。天然气水合物是甲烷、乙烷等客体分子与水分子在低温高压条件下形成的结晶状固体化合物。目前，对天然气水合物水平井开采的物理实验研究方面已经有较多的研究。
[0003]2014年，冯景春等人，在水合物三维实验模拟平台中进行了垂直井和水平井降压开采实验，获得了两种布井方式的产气、产水、温度变化和三维温度空间分布情况。研究表明，在该实验条件下，利用水平井开采水合物的平均产气速率是垂直井的1.48倍，但水平井开采的产水量较大，垂直井开采的产水量则很小。
[0004]2020年，吴能友等人，在海域天然气水合物开采增产理论与技术体系展望中提出，从海域水合物增产理论与技术学科体系建设的角度，结合国内外水合物实验模拟和数值模拟研究成果，分析了潜在的水合物增产技术，提出了水合物开采增产的基本原理、评价方法及目前存在的技术瓶颈。研究结果表明：
①
复杂结构井、多井井网、新型开采方法、储层改造是实现天然气水合物增产的主要途径，其增产机理可归纳为扩大泄流面积、提高分解效率、改善渗流条件等三个方面；
②
复杂结构井和井网是提高水合物产能的根本，基于复杂结构井和井网系统辅助加热或进行储层改造，能从量级尺度提高水合物的产能。以水平井或多分支井为代表的复杂结构井、以多井簇群井开采为代表的井网开采模式、以降压辅助热激发为主的开采新方法、以水力造缝为代表的储层改造技术的联合应用等，是实现水合物产能量级提升的关键。
[0005]综上所述，多分支井是开采天然气水合物大幅提高单井产能的技术方向，目前已公布的天然气水合物水平井开采方面的文献对天然气水合物的水平井物理实验模拟和产水产气特征进行了研究，对分支井开采水合物开采方法等进行了研究。但是，对天然气水合物多分支水平井的分支数量和分支井筒长度的优化模拟研究较少，尤其缺少分支井开采天然气水合物分支井筒数量和长度的物理模拟装置和方法。
[0006]我国在南海神狐海域的第二次天然气水合物藏试采证明了采用水平井大幅提高天然气水合物藏产能的技术可行性，多分支水平井相比于水平井可以更大幅度地提高渗流面积，因而也更具应用潜力。然而，多分支水平井在矿场应用过程中往往根据实际需求添加分支或封堵分支，目前在室内实验方面尚未建立相关实验装置。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种多分支天然气水合物藏降压开采实验装置及方法，该装置能够通过模拟箱内的主井筒和分支井筒模拟多分支水平井天然气水合物藏开采方式，通过调节螺栓能够调节分支井筒参与实验的数量和长度，使得
该装置能够模拟真实的多分支水平井天然气水合物藏开采方式并进行实验数据的采集，为天然气水合物藏得高产开发提供了技术支撑。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供一种多分支天然气水合物藏降压开采实验装置，包括：
[0009]控温箱；
[0010]天然气水合物藏模拟结构，设置于所述控温箱内，包括模拟箱，所述模拟箱内设置有一个主井筒和多个分支井筒，所述主井筒和所述分支井筒上均布有多个通孔，所述分支井筒内螺纹连接有调节螺栓，所述调节螺栓能够封堵所述通孔；
[0011]注入结构，与所述天然气水合物藏模拟结构连接，包括高压水容器、高压甲烷容器和泵，所述泵能够将所述高压水容器和所述高压甲烷容器内的水和甲烷注入所述模拟箱内；
[0012]气水产量采集结构，与所述模拟箱连接；
[0013]压力采集结构和流量采集结构，设置于所述注入结构与所述天然气水合物藏模拟结构之间的连接管线上；
[0014]控制单元，与所述控温箱、所述泵、所述压力采集结构和所述流量采集结构连接。
[0015]可选地，所述模拟箱包括箱体，所述箱体内设置有密闭的空腔，所述主井筒和所述分支井筒设置在所述空腔内，所述空腔内填充有石英砂。
[0016]可选地，所述箱体为矩形箱体，所述主井筒设置于所述箱体中部并与所述箱体的长边平行，所述分支井筒垂直于所述主井筒并与所述主井筒连通，所述分支井筒的一端穿设在所述箱体的长边的箱壁内，所述调节螺栓的一端穿设在所述分支井筒的所述一端内，所述调节螺栓的另一端设置在所述箱体的外侧，所述调节螺栓可旋入所述分支井筒内并将所述分支井筒上的通孔全部封堵。
[0017]可选地，所述注入结构还包括六通阀，所述泵通过第一管线和第二管线分别与所述高压水容器的一端和所述高压甲烷容器的一端连接，所述高压水容器的另一端和所述高压甲烷容器的另一端分别通过第三管线和第四管线与所述六通阀连接，所述第四管线上设置有第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器与所述控制单元连接，所述六通阀通过第五管线与所述模拟箱连接。
[0018]可选地，所述气水产量采集结构包括气液分离器，所述气液分离器的一端通过第六管线与所述模拟箱连接，所述第六管线上设置有回压阀，所述气水分离器的另一端上连接有第七管线，所述第七管线上设置有第二质量流量控制器。
[0019]可选地，所述压力采集结构包括压力传感器，所述注入结构上连接有第八管线，所述压力传感器设置在所述第八管线上并与所述控制单元连接。
[0020]可选地，所述流量采集结构包括多个第九管路，多个所述第九管路连接在所述模拟箱下侧，每个所述第九管路上设置有一个二通阀，每个所述二通阀上连接有一个温压传感器，所述温压传感器与所述控制单元连接。
[0021]本专利技术还提供一种多分支天然气水合物藏降压开采实验方法，利用上述的多分支天然气水合物藏降压开采实验装置，该方法包括：
[0022]步骤一、在天然气水合物藏模拟结构中形成天然气水合物藏模型；
[0023]步骤二、将所述天然气水合物藏模型静置设定时长并监测所述天然气水合物藏模
型的静置后温度值和静置后压力值；
[0024]步骤三、根据所述静置后温度值和所述静置后压力值计算转化为水合物的甲烷气体积和水合物的饱和度；
[0025]步骤四、对所述天然气水合物藏模型进行降压开采并通过气水产量采集结构监测产气量和产水量；
[0026]步骤五、改变参与实验的分支井筒的数量和/或分支井筒的长度并返回步骤一。
[0027]可选地，所述在天然气水合物藏模拟结构中形成天然气水合物藏模型包括：
[0028]在模拟箱内填满石英砂；
[0029]将所述模拟箱抽真空；
[0030]通过控温箱设定所述天然气水合物藏模拟结构的实验温度值；
[0031]利用注入结构向所述模拟箱内注水直至饱和并计算所述天然气水合物藏模型的孔隙体积和孔隙度；
[0032]利用注入结构向所述模拟箱内注入甲烷气直至在所述模拟箱内形成所述天然气水合物藏模型。
[0033]可选本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多分支天然气水合物藏降压开采实验装置，其特征在于，该装置包括：控温箱；天然气水合物藏模拟结构，设置于所述控温箱内，包括模拟箱，所述模拟箱内设置有一个主井筒和多个分支井筒，所述主井筒和所述分支井筒上均布有多个通孔，所述分支井筒内螺纹连接有调节螺栓，所述调节螺栓能够封堵所述通孔，通过调节所述调节螺栓的旋入长度能够调节参与实验的所述分支井筒的长度和数量；注入结构，与所述天然气水合物藏模拟结构连接，包括高压水容器、高压甲烷容器和泵，所述泵能够将所述高压水容器和所述高压甲烷容器内的水和甲烷注入所述模拟箱内；气水产量采集结构，与所述模拟箱连接；压力采集结构和流量采集结构，设置于所述注入结构与所述天然气水合物藏模拟结构之间的连接管线上；控制单元，与所述控温箱、所述泵、所述压力采集结构和所述流量采集结构连接。2.根据权利要求1所述的多分支天然气水合物藏降压开采实验装置，其特征在于，所述模拟箱包括箱体，所述箱体内设置有密闭的空腔，所述主井筒和所述分支井筒设置在所述空腔内，所述空腔内填充有石英砂。3.根据权利要求2所述的多分支天然气水合物藏降压开采实验装置，其特征在于，所述箱体为矩形箱体，所述主井筒设置于所述箱体中部并与所述箱体的长边平行，所述分支井筒垂直于所述主井筒并与所述主井筒连通，所述分支井筒的一端穿设在所述箱体的长边的箱壁内，所述调节螺栓的一端穿设在所述分支井筒的所述一端内，所述调节螺栓的另一端设置在所述箱体的外侧，所述调节螺栓可旋入所述分支井筒内并将所述分支井筒上的通孔全部封堵。4.根据权利要求1所述的多分支天然气水合物藏降压开采实验装置，其特征在于，所述注入结构还包括六通阀，所述泵通过第一管线和第二管线分别与所述高压水容器的一端和所述高压甲烷容器的一端连接，所述高压水容器的另一端和所述高压甲烷容器的另一端分别通过第三管线和第四管线与所述六通阀连接，所述第四管线上设置有第一质量流量控制器，所述第一质量流量控制器与所述控制单元连接，所述六通阀通过第五管线与所述模拟箱连接。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺甲元，岑学齐，王海波，孙焕泉，张乐，柴国兴，杨立红，陈旭东，杨科峰，李宁，李晓琦，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：
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